package com.demo.linkedlist;

import java.util.Stack;

/**
 * @author gy
 * @date 2022/8/21
 */
public class SingleLinkedListDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 进行测试
        // 先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        // 创建单向链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        // 加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);

        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        // 显示一把
        singleLinkedList.list();

        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~");
        singleLinkedList.update(newHeroNode);

        System.out.println("修改后的链表情况~~");
        singleLinkedList.list();

        singleLinkedList.delete(1);
        singleLinkedList.delete(4);
//        singleLinkedList.delete(3);
//        singleLinkedList.delete(2);
//        singleLinkedList.delete(2);

        System.out.println("删除后的链表情况~~");
        singleLinkedList.list();

        // 测试一下 求单链表中有效节点的个数
        System.out.println("有效的节点个数=" + singleLinkedList.getLength(singleLinkedList.getHead()));

        // 测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
        HeroNode res = singleLinkedList.findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 1);
        System.out.println("倒数第k个节点 res=" + res);

        // 测试反转单链表
        singleLinkedList.reverseList(singleLinkedList.getHead());
        System.out.println("反转后的链表");
        singleLinkedList.list();

        // 测试 使用栈 进行反转链表
        System.out.println("使用栈 进行反转链表");
        singleLinkedList.reversePrint(singleLinkedList.getHead());
    }
}

/**
 * 定义 SingleLinkedList 管理我们的英雄
 */
class  SingleLinkedList {
    /**
     * 先初始化一个节点，头节点不要动，不存放具体的数据
     */
    private final HeroNode head = new HeroNode(0,"","");

    /**
     * 添加节点到单向链表
     * 思路，当不考虑编号顺序时
     * 1、找到当前链表的最后节点
     * 2、将最后这个节点的 next 指向 新的节点
     * @param heroNode
     */
    public void add(HeroNode heroNode){
        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 temp
        HeroNode temp = head;
        // 遍历链表，找到最后一个节点
        while (true){
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null){
                break;
            }
            // 如果没有找到最后，将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        // 当退出 while 循环时，temp就指向了链表的最后
        // 将最后这个节点的 next 指向 新的节点
        temp.next = heroNode;
    }

    /**
     * 第二中方式 在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
     * 注意：如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
     * @param heroNode
     */
    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
        // 因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置
        // 因为是单链表，所以我们找的temp是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // flag 标志添加的编号是否存在，默认为false
        // 1、遍历寻找添加的位置，并判断是否已经存在
        while (true) {
            // 说明temp已经在链表的最后
            if (temp.next == null){
                break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no){ // 位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){ // 说明希望添加的heroNode的编号已经存在
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; // 后移，遍历当前链表
        }
        // 判断 flag 的值
        if (flag){
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了,不能加入\n",heroNode.no);
        }else {
            // 插入到链表中，temp的后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    public void update(HeroNode newHeroNode){
        // 判断是否为空
        if (head.next == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 根据no编号，找到需要修改的节点
        // 定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false; // 表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null){
                break; // 表示已经遍历完链表
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no){
                // 找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; // 重新给 temp赋值，感觉类似于递归
        }

        // 根据 flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag){
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        }else {
            System.out.printf("没有找到编号 %d 的节点，不能修改\n",newHeroNode.no);
        }
    }

    /**
     * 删除节点
     * 思路：
     * 1、head 不能动，因此我们需要一个temp辅助节点找到 待删除节点的前一个节点
     * 2、说明我们在 比较时，是temp.next.no 和 需要删除的节点 no比较
     */
    public void delete(int no){
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除的节点
        while (true) {
            if (temp.next == null){ // 已经到了链表的最后
                break;
            }
            if (temp.next.no == no){
                // 找到的待删除节点的前一个节点 temp
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; // temp后移，进行遍历
        }
        // 判断 flag
        if (flag){ // 找到
            // 可以删除
            temp.next = temp.next.next; // 中间的节点被JVM 垃圾回收了
        }else {
            System.out.printf("要删除的%d 节点不存在\n",no);
        }
    }

    /**
     * 显示链表 遍历
     */
    public void list(){
        // 判断链表是否为空
        if (head.next == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 因为头节点，不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            // 判断是否到链表最后
            if (temp == null){
                break;
            }
            // 输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            // 关键：一定要将 temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }

    /**
     * 获取到单链表的节点的个数（如果是带头节点的链表，不统计头节点）
     * @param head 链表的头节点
     * @return 有效节点的个数
     */
    public int getLength(HeroNode head) {
        if (head.next == null){
            return 0;
        }
        int length = 0;
        // 定义一个辅助的变量，这里没有统计头节点
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            length++;
            cur = cur.next; // 遍历
        }
        return length;
    }

    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    /**
     * 查找单链表中的倒数第k个节点【新浪】
     * 1、编写一个方法，接收 head节点，同时接收一个index
     * 2、index表示是倒数第index个节点
     * 3、先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength
     * 4、得到size后，我们从链表的第一个开始遍历，遍历到（size- index）个，就可以得到
     * 5、如果找到了，则返回该节点，否则返回null
     * @param head
     * @param index
     * @return
     */
    public HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index){
        // 判断链表是否为null，返回null
        if (head.next == null){
            return null; // 没有找到
        }
        // 第一次遍历得到链表的长度（节点个数）
        int size = this.getLength(head);
        // 第二次遍历 size-index 位置，就是我们倒数的第k个节点
        // 先做一个index校验
        if (index <= 0 || index > size){
            return null;
        }
        // 定义辅助变量，for 循环定位到倒数的index
        HeroNode cur = head.next;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

    public void reverseList(HeroNode head){
        // 如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回
        if (head.next == null || head.next.next == null) {
            return;
        }
        // 定义一个辅助的指针（变量），帮助我们遍历原来的链表
        HeroNode cur = head.next;
        HeroNode next = null; // 指向当前节点 cur 的下一个节点
        HeroNode reverseHead = new HeroNode(0,"","");
        // 遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其去除，并放在新的链表 reverseHead 的最前端
        // 动脑筋
        while (cur != null) {
            next = cur.next; // 先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
            cur.next = reverseHead.next; // 将cur的下一个节点指向新的链表的最前端
            reverseHead.next = cur; // 将翻转的头节点的下一个节点指向取下来的节点
            cur = next;
        }
        // 将 head.next 指向 reverseHead.next,实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }

    /**
     * 方式2
     * 可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果
     * @param head
     */
    public void reversePrint(HeroNode head){
        if (head.next == null){
            return;// 空链表，不能打印
        }
        // 创建要给一个栈，将各个节点压入栈
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
        HeroNode cur = head.next;
        // 将链表的所有节点压入栈中
        while (cur != null) {
            stack.push(cur);
            cur = cur.next; // cur 后移，这样就可以压入下一个节点
        }
        // 将栈中的节点进行打印，pop出栈
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop()); // stack的特点是先进后出
        }
    }
}


/**
 * 定义HeroNode，每个HeroNode 对象就是一个节点
 */
class HeroNode{
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;
    public HeroNode next; // 指向下一个节点
    // 构造器 初始化对象


    public HeroNode(int no, String name, String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    /**
     * 为了显示方法，我们需要重写 toString()
     * @return
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }


}